超聲波傳感器的性能

超聲波傳感器是將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成其他能量信號(hào)（通常是電信號(hào)）的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于20kHz的機(jī)械波。它具有頻率高、波長(zhǎng)短、衍射現(xiàn)象小、特別是方向性好等特色，可以轉(zhuǎn)化為射線，沿一個(gè)方向傳播。超聲波具有很強(qiáng)的穿透液體和固體的能力，尤其是對(duì)陽(yáng)光不透明的固體。超聲波撞擊雜質(zhì)或界面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生明顯的反射，形成反射回波，撞擊運(yùn)動(dòng)物體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。 超聲波傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

常用的超聲波傳感器由可以發(fā)射和接收超聲波的壓電晶片組成。低功率超聲探頭主要用于測(cè)試。它有多種不同的結(jié)構(gòu)，可分為直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、面波探頭（表層波）、蘭姆波探頭、雙探頭（一個(gè)探頭發(fā)射，一個(gè)接收檢測(cè)）等。

超聲波傳感器探頭的核心是安裝在塑料或金屬外殼中的壓電芯片。晶片可以由多種材料構(gòu)成。晶圓的大小，如直徑、厚度等也不同，因此每個(gè)探針的性能也不同，使用前需要了解其性能。超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括：

1、工作頻率

工作頻率是壓電晶片的諧振頻率。當(dāng)兩端施加的交流電壓的頻率等于芯片的諧振頻率時(shí)，輸出能量高，靈敏度也高。

2、工作溫度

由于壓電材料的居里點(diǎn)一般都比較高，特別是用于診斷的超聲波傳感器探頭功率比較小，所以工作溫度比較低，可以長(zhǎng)時(shí)間工作而不會(huì)出現(xiàn)故障。醫(yī)用超聲探頭的溫度比較高，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。

3、靈敏度

超聲波傳感器的性能很大程度上取決于制造晶圓本身。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高；否則，靈敏度低。

4、方向性

指超聲波傳感器的檢測(cè)范圍。